DE2806956A1 - DEVICE FOR ADJUSTING AN EQUIPMENT PART OF AN ROENTGEN EXAMINATION DEVICE - Google Patents
DEVICE FOR ADJUSTING AN EQUIPMENT PART OF AN ROENTGEN EXAMINATION DEVICEInfo
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Description
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PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH, STEINDAMM 94, 2000 HAMBURGPHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH, STEINDAMM 94, 2000 HAMBURG
"Vorrichtung zum Verstellen eines Geräteteils an einem Röntgenuntersuchungsgerät""Device for adjusting a device part on an X-ray examination device"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstellen eines Geräteteils an einem Röntgenuntersuchungsgerät mit einem Druckluftzylinder, der das Geräteteil trägt und in zwei Kammern unterteilt ist, die mit je einer Druckluftzuleitung verbunden sind, in die ein durch den Benutzer steuerbares Ventil aufgenommen ist und die die Kammer über ein Drosselventil mit einer Druckluftquelle verbindet. Eine solche Vorrichtung ist aus der US-PS 3,260,164 bekannt. Diese Vorrichtung dient indes nur zum Überwinden der beim Verschieben des Geräteteils erforderlichen Reibungs- und Beschleunigungskräfte und setzt voraus, daß das Geräteteil (z.B. durch ein geeignetes Gegengewicht) gewichtsausgeglichen ist. Je nachdem, in welcher Richtung der Benutzer einen Schalter betätigt, wird dabei entweder das eine oder das andere Ventil geöffnet, so daß die Luft in die eine oder in die andere Kammer strömt und das gewichtsaus-The invention relates to a device for adjusting a device part on an X-ray examination device a compressed air cylinder that carries the device part and is divided into two chambers, each with a compressed air supply line are connected, in which a valve controllable by the user is received and which the chamber over connects a throttle valve to a source of compressed air. Such a device is known from US Pat. No. 3,260,164. However, this device is only used to overcome the friction and friction required when moving the device part Acceleration forces and assumes that the device part is counterbalanced (e.g. by a suitable counterweight) is. Depending on the direction in which the user operates a switch, either one or the other valve is opened so that the air flows into one or the other chamber and the weight
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geglichene Geräteteil in der einen oder anderen Richtung verschiebt.same device part moves in one direction or the other.
Es sind auch schon Vorrichtungen zum Verstellen eines Geräteteils bekannt, bei denen ein Gewichtsausgleich nicht erforderlich ist. Dabei wird die vom Benutzer auf das Geräteteil ausgeübte Kraft gemessen und in ein elektrisches Signal umgewandelt, das als Sollwert in einer Geschwindigkeitsregelung für die Verstellgeschwindigkeit des Geräteteils dient. Ein Nachteil einer solchen Vorrichtung besteht darin, daß durch elektrische Störspannungen die Funktion der Vorrichtung beeinträchtigt werden kann, was unter Umständen zur Gefährdung des Patienten führen kann. Eine solche Störung ist bei Geräten der eingangs genannten Art nicht möglich.Devices for adjusting a device part are also known in which weight compensation is not required is. The force exerted by the user on the device part is measured and converted into an electrical signal converted as a setpoint in a speed control for the adjustment speed of the device part serves. A disadvantage of such a device is that the function of the device is impaired by electrical interference voltages can be impaired, which under certain circumstances can endanger the patient. Such a disorder is not possible with devices of the type mentioned above.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein Gewichtsausgleich nicht erforderlich ist.The object of the present invention is to develop a device of the type mentioned in such a way that a Weight balancing is not required.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß parallel zu dem Drosselventil und dem gesteuerten Ventil, das die Druckluftquelle mit derjenigen Kammer verbindet, in der durch das Gewicht des Geräteteils eine Kompression erfolgt, ein Druckregelventil vorgesehen ist, das so eingestellt ist, daß der in dieser Kammer wirkende Druck das Geräteteil im Gleichgewicht hält.This object is achieved according to the invention in that, in parallel with the throttle valve and the controlled valve, which connects the compressed air source with the chamber in which a compression due to the weight of the device part takes place, a pressure control valve is provided which is set so that the pressure acting in this chamber the Keeps the device part in balance.
Der Gewichtsausgleich erfolgt hierbei also durch das Druckregelventil, mit dessen Hilfe in der belasteten Kammer ein Druck erzeugt wird, der das zu verschiebende Geräteteil im Gleichgewicht hält. Wird das gesteuerte Ventil - das in Serie mit einem Drosselventil dem Druckregelventil parallelgeschaltet ist - geöffnet, dann steigt der Druck in der zugeordneten Kammer noch an. Das Druckregelventil muß daher so ausgebildet sein, daß es sich auf diese Druckerhöhung hin nicht öffnet und den Druck auf den voreingestellten WertThe weight compensation is done by the pressure control valve, with the help of which a pressure is generated in the loaded chamber, which the device part to be moved keeps in balance. If the controlled valve - the one in series with a throttle valve - is connected in parallel with the pressure control valve is - open, then the pressure in the assigned chamber still rises. The pressure control valve must therefore be designed so that it does not open on this pressure increase and the pressure on the preset value
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vermindert. Dies kann beispielsweise durch Druckregelventile ohne Abflußöffnung erfolgen. Solche Druckregelventile sind bekannt und z.B. in dem Buch "Einführung in die Pneumatik" von Meixner/Kobler, herausgegeben von der Firma Festo, Berkheim,3. Auflage, Seite 52 und 53 beschrieben.reduced. This can be done, for example, by pressure regulating valves without a drain opening. Such pressure control valves are known and e.g. in the book "Introduction to Pneumatics" by Meixner / Kobler, published by Festo, Berkheim, 3rd Edition, pages 52 and 53 described.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem das Geräteteil in vertikaler Richtung verstellbar ist undFig. 1 shows a first embodiment in which the device part is adjustable in the vertical direction and
Fig. 2 einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das Geräteteil sowohl vertikal als auch horizontal verschiebbar ist.Fig. 2 shows a part of a device according to the invention, in which the device part both vertically and horizontally is movable.
In Fig. 1 ist das zu verschiebende Geräteteil mit 1 bezeichnet. Es kann sich beispielsweise um ein Röntgenzielgerät eines Röntgenuntersuchungsgerätes handeln. Das Geräteteil 1 ist an einer Kolbenstange 2 befestigt, die an ihrem unteren Ende einen Stempel 3 trägt, der in einem Druckluftzylinder verschiebbar angeordnet ist und diesen in zwei Kammern 5 und unterteilt. Der Druckluftzylinder ist, wie schematisch angedeutet, an seinem unteren Ende fest mit dem Röntgenuntersuchungsgerät oder einem anderen festen Punkt verbunden.In Fig. 1, the device part to be moved is denoted by 1. For example, it can be an X-ray target device Act X-ray examination device. The device part 1 is attached to a piston rod 2, which at its lower End carries a stamp 3, which is arranged displaceably in a compressed air cylinder and this in two chambers 5 and divided. The compressed air cylinder is, as indicated schematically, at its lower end firmly connected to the X-ray examination device or another fixed point.
Jede der beiden Kammern 5 und 6 ist an eine Druckluftzuleitung 7 bzw. 8 angeschlossen, die diese Kammer über ein Drosselventil 9 bzw. 10 und ein gesteuertes Ventil 11 bzw. sowie über ein gemeinsames Sicherheitsventil 18 mit einer Druckluftquelle 14 verbindet. Parallel zu dem Drosselventil und dem gesteuerten Ventil 12 ist ein Druckregelventil 13 geschaltet, dessen Ausgangsdruck so eingestellt ist, daß bei der vorgegebenen Fläche des Kolbens 3 das Geräteteil 1 in der Schwebe gehalten wird. Der Kolbenhub ist entsprechend dem maximalen Verschiebeweg des Geräteteils 1 bemessen.Each of the two chambers 5 and 6 is connected to a compressed air supply line 7 or 8 connected, which this chamber via a throttle valve 9 or 10 and a controlled valve 11 or and connects to a compressed air source 14 via a common safety valve 18. In parallel with the throttle valve and the controlled valve 12, a pressure regulating valve 13 is connected, the output pressure of which is set so that with the given area of the piston 3, the device part 1 is held in suspension. The piston stroke is accordingly dimensioned according to the maximum displacement of the device part 1.
Die beiden gesteuerten Ventile 11 und 12 sind im gesperrtenThe two controlled valves 11 and 12 are locked
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Zustand dirgestellt. Jedes Ventil ist ein 3/2-Wegeventil und besitzt eine Entlüftungsöffnung, wobei die Entlüftungsöffnung des gesteuerten Vertils 11 direkt ins Freie führt, während die Entlüftungsöffnung des gesteuerten Ventils 12 über ein Rückschlagventil 15 mit der Druckluftquelle 14 bzw. dem Sicherheitsventil 18 verbunden ist. Jedes der gesteuerten Ventile 11 und 12 besitzt eine Rückstellfeder 16 bzw. 17, die das Ventil in der dargestellten Position hält, und eine Druckluftsteuerleitung 19 bzw. 20, über die das Ventil 11 bzw. 12 gegen die Kraft der Rückstellfeder 16 bzw. 17 geöffnet werden kann. Die beiden Druckluftsteuerleitungen 19 und 20 sind über je ein 3/2-Wegeventil 21 bzw. 22 mit einer Druckluftzuleitung 23 verbunden, die über das Sicherheitsventil 18 an die Druckluftquelle 14 angeschlossen ist. Die Wegeventile 21 bzw. 22 werden über Rückstellfedern 24 und 25 in der in der Zeichnung dargestellten geschlossenen Stellung gehalten. Sie können von Hand in eine geöffnete Stellung gebracht werden, zu welchem Zweck an dem zu verschiebenden Geräteteil 1 ein gegen die Kraft einer Feder 27 verstellbarer Handgriff 26 vorgesehen ist, der mit den beiden Ventilen 21 und 22 so gekoppelt ist, daß das Ventil 21 geöffnet wird, wenn der Griff 26 nach unten gedrückt wird und daß das Ventil 22 geöffnet wird, wenn der Griff 26 nach oben gedrückt wird.State directed. Each valve is a 3/2-way valve and has a ventilation opening, the ventilation opening of the controlled Vertils 11 leading directly to the outside, while the vent opening of the controlled valve 12 is connected to the compressed air source 14 via a check valve 15 or the safety valve 18 is connected. Each of the controlled valves 11 and 12 has a return spring 16 or 17, which holds the valve in the position shown, and a compressed air control line 19 or 20, via which the Valve 11 or 12 can be opened against the force of the return spring 16 or 17, respectively. The two compressed air control lines 19 and 20 are each via a 3/2-way valve 21 or 22 is connected to a compressed air supply line 23 which is connected to the compressed air source 14 via the safety valve 18 connected. The directional control valves 21 and 22 are set via return springs 24 and 25 in the one shown in the drawing held closed position. They can be brought into an open position by hand, whichever Purpose on the device part 1 to be displaced, a handle 26 adjustable against the force of a spring 27 is provided which is coupled to the two valves 21 and 22 so that the valve 21 is opened when the handle 26 is pushed down and that the valve 22 is opened when the handle 26 is pushed up.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn der Handgriff 26 nach oben gedrückt wird, wird das Ventil 22 geöffnet, so daß aus der Druckluftquelle 14 Luft über das Sicherheitsventil 18, die Zuleitung 23, das Ventil zur Steuerleitung 20 fließt, so daß das Ventil 12 geöffnet wird. Über das Ventil 12 und das Drosselventil 10 strömt dann zusätzlich Luft in die Kammer 6 ein, wodurch der Druck vergrößert wird. Dadurch und durch die auf den mit dem zu bewegenden Geräteteil gekoppelten Handgriff 26 ausgeübte Kraft wird das Gewicht nach oben bewegt. Das DrosselventilThe device works as follows: When the handle 26 is pushed upwards, it will Valve 22 opened so that from the compressed air source 14 air via the safety valve 18, the supply line 23, the valve flows to the control line 20 so that the valve 12 is opened. Flows through valve 12 and throttle valve 10 then additional air into the chamber 6, whereby the pressure is increased. By this and by the one with the to moving device part coupled handle 26 force exerted the weight is moved upwards. The throttle valve
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ist so eingestellt, daß erst im Zusammenwirken mit der vom Benutzer auf den Handgriff 26 ausgeübten Kraft diese Verschiebung erfolgen kann. Dadurch behält der Benutzer stets das Gefühl, daß er selbst das Geräteteil bewegt. Die Druckluftzufuhr über das Drosselventil 10 bewirkt also lediglich eine Verringerung der im Druckluftzylinder 4 erfolgenden Reibung. Bei der Verschiebung des Kolbens 3 nach oben, wird die in der Kammer 5 enthaltene Luft von Atmosphärendruck komprimiert und über das Ventil 11 abgeführt.is set so that only in cooperation with the force exerted by the user on the handle 26 this displacement can be done. As a result, the user always has the feeling that he is moving the device part himself. The compressed air supply Thus, the throttle valve 10 only causes a reduction in the air pressure cylinder 4 Friction. When the piston 3 is moved upward, the air contained in the chamber 5 becomes atmospheric pressure compressed and discharged through the valve 11.
Wird der Handgriff 26 nach unten bewegt, dann öffnet das Ventil 21, so daß Druckluft aus der Druckluftquelle 14 über das Sicherheitsventil 18, das Ventil 21 und die Steuerleitung zum Ventil 11 fließt, wodurch dieses geöffnet wird. Danach strömt Luft aus der Druckluftquelle 14 über das Sicherheitsventil 18, das gesteuerte Ventil 11, das Drosselventil 9 in die Kammer 5 ein, wodurch der Luftdruck darin vergrößert wird, so daß im Zusammenwirken mit der auf den Handgriff ausgeübten Kraft das Geräteteil nach unten bewegt wird. Dabei würde die Luft in der Kammer 6 komprimiert werden, wenn sie nicht über das Drosselventil 10, das gesteuerte Ventil 12 und das Rückschlagventil 15 abfließen würde, das so eingestellt ist, daß es erst öffnet, wenn der in der Kammer 6 herrschende Druck den im Normalzustand (Ventile 11 und 12 geschlossen; Geräteteil im Gleichgewicht) sich ergebenden Wert übersteigt.If the handle 26 is moved downwards, the valve 21 opens, so that compressed air from the compressed air source 14 over the safety valve 18, the valve 21 and the control line flows to the valve 11, whereby the latter is opened. Thereafter air flows from the compressed air source 14 via the safety valve 18, the controlled valve 11, the throttle valve 9 into the chamber 5, whereby the air pressure therein increases so that in cooperation with the force exerted on the handle, the device part is moved downwards. Included the air in the chamber 6 would be compressed if it were not via the throttle valve 10, the controlled valve 12 and the check valve 15 would drain, which is set so that it only opens when the in the chamber 6 The pressure prevailing in the normal state (valves 11 and 12 closed; device part in equilibrium) Value exceeds.
Wenn der Druck der von der Druckluftquelle 14 gelieferten Luft abnehmen sollte, beispielsweise weil die Verbindungsleitung zum Ventil 18 geplatzt ist, tritt das Sicherheitsventil in Aktion. Dieses 3/2-Wegeventil wird über die Druckluftsteuerleitung 28 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 29 in dem in der Zeichnung dargestellten geöffneten Zustand gehalten. Bei einem Druckabfall wird das Ventil mittels der Rückstellfeder 29 in die geschlosseneIf the pressure of the air supplied by the compressed air source 14 should decrease, for example because the connection line to the valve 18 has burst, the safety valve occurs in action. This 3/2-way valve is operated via the compressed air control line 28 against the force of a return spring 29 held in the open state shown in the drawing. In the event of a pressure drop, the valve by means of the return spring 29 in the closed
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Stellung geschoben, so daß die Luft aus den Kammern 5 und nicht entweichen kann.Position pushed so that the air from the chambers 5 and can not escape.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, daß das Geräteteil lediglich in vertikaler Richtung zu verschieben ist. In vielen Anwendungsfällen aber, beispielsweise wenn das Geräteteil ein an einem um eine horizontale Achse schwenkbaren Röntgenuntersuchungsgerät verschiebbares Zielgerät ist, ergibt sich eine Verschiebungsrichtung, die von der dargestellten vertikalen Verschiebungsrichtung um bis zu 90° abweichen kann. Der Druck des Geräteteils auf die Luftsäule in der Kammer 6 ändert sich aber proportional zu dem Sinus des Winkels, den die Verschiebungsrichtung mit der Horizontalen einschließt. Würde also das in Fig. 1 dargestellte Gerät nicht senkrecht verschoben, sondern z.B. unter einem Winkel von 45° zur Horizontalen, dann würde der über das Druckregelventil 13, das den Gewichtsausgleich bewirkt, wirkende Druck so groß sein, daß das Geräteteil nach oben verschoben würde auch wenn keines der Ventile 11 und 12 betätigt ist, falls nicht besondere Maßnahmen getroffen sind.In the embodiment shown in Fig. 1, it was assumed that the device part only in vertical Direction is to be shifted. In many applications, however, For example, if the device part is an X-ray examination device that can be pivoted about a horizontal axis is displaceable target device, the result is a direction of displacement that can deviate from the vertical displacement direction shown by up to 90 °. The pressure of the device part on the air column in the chamber 6 changes proportionally to the sine of the angle that the direction of displacement with the horizontal. So if the device shown in Fig. 1 were not shifted vertically, but e.g. at an angle of 45 ° to the horizontal, then the pressure control valve 13, which does the weight compensation causes acting pressure to be so great that the device part would be displaced upwards even if none of the Valves 11 and 12 are operated unless special measures are taken.
Eine Anordnung, die es gestattet, den Ausgangsdruck des Druckregelventils entsprechend dem Schwenkwinkel des Röntgenuntersuchungsgerätes einzustellen, ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei ist das Druckregelventil wiederumnit bezeichnet. Jedes Druckregelventil besitzt ein Einstellglied z.B. in Form einer Einstellschraube 29. Die mit Hilfe dieser Einstellschraube erzielbare Änderung des Ausgangsdruckes ist proportional dem Winkel, um den die Einstellschraube verdreht wird. Die Einstellschraube ist über ein Getriebe 30 mit einem Ritzel 31 gekoppelt, das mit einer vertikal geführten Zahnstange 32 zusammenwirkt. Die vertikal geführte Stange 32 ist über eine Koppelstange mit einem Hebelarm 34 verbunden, der an dem nicht näherAn arrangement that allows the output pressure of the pressure control valve according to the pivot angle of the Set the X-ray examination apparatus is shown in FIG. 2. The pressure control valve is again nit designated. Each pressure control valve has an adjusting element, e.g. in the form of an adjusting screw 29. The with With the help of this adjustment screw achievable change in the outlet pressure is proportional to the angle by which the Adjusting screw is turned. The adjusting screw is coupled via a gear 30 with a pinion 31, the cooperates with a vertically guided rack 32. The vertically guided rod 32 is via a coupling rod connected to a lever arm 34, which is not closer to the
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dargestellten Röntgenuntersuchungsgerät befestigt ist und mit diesem um eine horizontale Achse 35 um - 90° schwenkbar ist. Eine Schwenkung des Röntgenuntersuchungsgerätes überträgt sich daher über die den Hebelarm 34 und die Koppelstange 33 auf die vertikal.geführte Zahnstange 32 derart, daß diese in vertikaler Richtung um einen Betrag verschoben wird, der dem Sinus des Schwenkwinkels proportional ist. Über das Ritzel 31 und das Getriebe 30 wird dann die Einstellschraube 29 ebenfalls um einen Winkel verdreht, der dem Sinus des Schwenkwinkels proportional ist. Bei geeigneter Bemessung von Zahnstange 32, Ritzel 31 und Getriebe 30 läßt sich erreichen, daß bei einer Schwenkung des Röntgenuntersuchungsgerät es um + bzw. - 90° (in diesem Fall steht das Röntgenuntersuchungsgerät vertikal und das Röntgenzielgerät wird horizontal verschoben) der Druck gerade Null ist, während in der Horizontalstellung des Röntgenuntersuchungsgerätes, in der das Zielgerät senkrecht verschoben wird, der Druck gerade den Wert erreicht, der erforderlich ist, um in der vertikalen Stellung das Gerät im Gleichgewicht zu halten. Dann ist in jeder Zwischenstellung des Röntgenuntersuchungsgerätes bzw. in jeder von Null bzw. (in bezug auf die Horizontale) verschiedenen Verschiebungsrichtung des Geräteteilä der Ausgangsdruck des Druckregelventils 13 gerade so groß, daß das Geräteteil ohne Gegengewicht im Gleichgewicht gehalten wird.X-ray examination device shown is attached and can be pivoted with this about a horizontal axis 35 by - 90 °. A pivoting of the X-ray examination device is therefore transmitted via the lever arm 34 and the coupling rod 33 to the vertically guided rack 32 in such a way that it is displaced in the vertical direction by an amount that is proportional to the sine of the pivot angle. The adjusting screw 29 is then also rotated by an angle which is proportional to the sine of the pivoting angle via the pinion 31 and the gear 30. With a suitable dimensioning of rack 32, pinion 31 and gear 30 it can be achieved that when the X-ray examination device is pivoted by + or - 90 ° (in this case the X-ray examination device is vertical and the X-ray target device is moved horizontally) the pressure is just zero , while in the horizontal position of the X-ray examination device, in which the target device is displaced vertically, the pressure just reaches the value that is required to keep the device in equilibrium in the vertical position. Then in each intermediate position of the X-ray examination device or in each of zero or (with respect to the horizontal) different direction of displacement of the device part, the output pressure of the pressure control valve 13 is just so great that the device part is kept in equilibrium without a counterweight.
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